编译器构建中自动机的作用
创始人
2024-12-08 13:30:55
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编译器构建中自动机的作用是进行词法分析和语法分析,以识别和解析源代码中的语法结构。

下面是一个简单的代码示例,展示了如何使用自动机进行词法分析和语法分析。

import re

# 定义词法规则
token_specs = [
    ('NUMBER', r'\d+'),
    ('PLUS', r'\+'),
    ('MINUS', r'\-'),
    ('TIMES', r'\*'),
    ('DIVIDE', r'\/'),
    ('LPAREN', r'\('),
    ('RPAREN', r'\)'),
    ('WS', r'\s+'),
]

# 定义Token类
class Token:
    def __init__(self, type, value):
        self.type = type
        self.value = value

    def __str__(self):
        return f'Token({self.type}, {self.value})'

# 定义词法分析器
class Lexer:
    def __init__(self, text):
        self.text = text
        self.pos = 0

    def tokenize(self):
        tokens = []
        while self.pos < len(self.text):
            match = None
            for token_type, pattern in token_specs:
                regex = re.compile(pattern)
                match = regex.match(self.text, self.pos)
                if match:
                    value = match.group(0)
                    if token_type != 'WS':
                        token = Token(token_type, value)
                        tokens.append(token)
                    break
            if not match:
                raise Exception('Invalid input')
            else:
                self.pos = match.end(0)
        return tokens

# 定义语法分析器
class Parser:
    def __init__(self, tokens):
        self.tokens = tokens
        self.pos = 0

    def parse(self):
        return self.expr()

    def expr(self):
        return self.term() + self.expr_tail()

    def term(self):
        return self.factor() * self.term_tail()

    def factor(self):
        token = self.tokens[self.pos]
        if token.type == 'NUMBER':
            self.pos += 1
            return int(token.value)
        elif token.type == 'LPAREN':
            self.pos += 1
            result = self.expr()
            if self.tokens[self.pos].type == 'RPAREN':
                self.pos += 1
                return result
            else:
                raise Exception('Invalid syntax')
        else:
            raise Exception('Invalid syntax')

    def expr_tail(self):
        if self.pos < len(self.tokens) and self.tokens[self.pos].type in ('PLUS', 'MINUS'):
            op = self.tokens[self.pos].type
            self.pos += 1
            return op + self.term() + self.expr_tail()
        else:
            return ''

    def term_tail(self):
        if self.pos < len(self.tokens) and self.tokens[self.pos].type in ('TIMES', 'DIVIDE'):
            op = self.tokens[self.pos].type
            self.pos += 1
            return op + self.factor() + self.term_tail()
        else:
            return ''

# 测试代码
text = '3 + 4 * (2 - 1)'
lexer = Lexer(text)
tokens = lexer.tokenize()
print(tokens)

parser = Parser(tokens)
result = parser.parse()
print(result)

这个代码示例实现了一个简单的四则运算表达式解析器。首先,使用词法分析器(Lexer)将输入的文本解析成一系列词法单元(Token)。然后,使用语法分析器(Parser)根据词法单元构建语法树,并计算表达式的结果。在语法分析器中,使用自动机进行递归下降的语法分析。

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